تطبيقات الكربون المنشط في معالجة المياه

معالجة مياه الكربون المنشط هي عملية امتزاز يتم فيها احتجاز الشوائب على سطح جزيئات الكربون من خلال الامتزاز.

تحتوي جزيئات الكربون المنشط على بنية مجهرية مسامية ذات مساحة سطحية كبيرة جدًا.

تعتمد كفاءة الامتزاز على عوامل مثل الحجم الجزيئي، وحجم المسام، ومساحة السطح، وتركيز الجسيمات، ودرجة الحرارة، ووقت الاتصال.

عملية الامتزاز

الامتزاز هو ظاهرة تجمع الجزيئات أو الجزيئات على سطح صلب. يمكن أن تكون "المادة المازة" أي مادة صلبة ذات مواقع ربط يمكن أن ترتبط بها المادة الممتزة.

الممتز التجاري الأكثر استخدامًا في معالجة المياه هو الكربون المنشط.

تطبيقات الكربون المنشط في معالجة المياه

يستخدم ترشيح الكربون المنشط في:

إزالة الطعم والرائحة من الماء.

تقليل المخاطر الصحية.

منع تلف أغشية التناضح العكسي وراتنجات التبادل الأيوني.

المعالجة الثلاثية لمياه الصرف الصحي.

المعالجة المسبقة للمياه الصناعية، وأكثر من ذلك.

يمكن لأنواع مختلفة من الكربون المنشط إزالة أنواع مختلفة من الملوثات:

بقايا الكلور الناتجة عن عمليات التطهير-الكلور أو الكلورامينات، وبعض منتجات التطهير الثانوية (DBPs)، مثل ثلاثي الهالوميثان (THMs). المركبات العضوية، بما في ذلك المذيبات والمبيدات الحشرية والنفايات الصناعية.

بعض المعادن الثقيلة مثل الرصاص.

ومع ذلك، لا تستطيع مرشحات الكربون المنشط القضاء على البكتيريا والفيروسات والأملاح المعدنية.

ما الذي يميز الكربون المنشط؟

الكربون المنشط هو الكربون الذي تمت معالجته لزيادة مساحة سطحه إلى حوالي 1000 متر مربع/جرام.

وينتج عن تركيبها وجود عدد كبير جدًا من المسام الصغيرة بين ذرات الكربون، مما يؤدي إلى مساحة سطحية كبيرة جدًا.

بضعة جرامات (حوالي 5 جرام) من الكربون المنشط لها مساحة سطحية تعادل مساحة ملعب كرة القدم!

يعتبر الكربون المنشط كارهًا للماء وله علاقة قوية بالمركبات العضوية والملوثات غير القطبية-. يتم الدافع وراء الامتزاز في المقام الأول بواسطة قوى فان دير فالس.

المواد الخام للكربون المنشط

يأتي الكربون المنشط في عدة أنواع، ولكل منها خصائصه الخاصة. إنه مصنوع من مجموعة متنوعة من المواد الخام ذات المحتوى العالي من -الكربون-، مثل:

الكربون المعدني

خشب

قذائف جوز الهند

الخيزران

يجب أن يحتوي الكربون المنشط على عدد كبير من المسام الدقيقة، موزعة بشكل مناسب، لامتصاص الجزيئات ذات الأحجام المختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تحتوي على مسام أكبر لتسهيل دخول الجزيئات إلى المسام الأصغر.

لذلك، يجب التحكم في عملية الإنتاج لتلبية متطلبات توزيع حجم المسام المحددة.

أشكال الكربون المنشط

لمعالجة المياه،الكربون المنشطيأتي في شكلين رئيسيين:

مسحوق الكربون المنشط (PAC) - مادة مطحونة مسحوقة يبلغ قطر معظم جزيئاتها أقل من 0.18 مم (80 شبكة).

الكربون المنشط الحبيبي (GAC) – ذو شكل غير منتظم، وعادةً ما يتراوح قطره بين 0.2 و1.5 ملم.

تتضمن عملية معالجة المياه إضافة PAC إلى الماء أو تمرير الماء عبر سرير GAC.

يستخدم PAC في محطات معالجة المياه للتحكم في الطعم والرائحة و/أو التخلص من المواد العضوية.

يتم استخدامه في شكل مسحوق جاف أو ملاط.

المسحوق الجاف - يتم قياسه باستخدام معدات تغذية المسحوق الجاف لتحديد جرعات المواد الجافة. انها مناسبة للجرعات المنخفضة وغير المتكررة.

الطين - يتم قياسه باستخدام مضخة القياس. يتم استخدام هذه الطريقة عندما تكون إضافات PAC متكررة ويتطلب الأمر جرعات عالية.

يتم استخدام GAC في المقام الأول كمرشح ما بعد-للترشيح، باتباع عمليات الترشيح التقليدية، أو ضمن مرشحات الوسائط الحبيبية حيث يتم استبدال جزء من طبقة المرشح بـ GAC.

في تهيئة ما بعد-الترشيح، يتلقى مرشح GAC مياهًا عالية الجودة-لأنها مرت بالفعل خلال عملية المعالجة بأكملها.